通过新型冠状病毒怎么讲健康重要(一篇严肃的科普辟谣文)
随着疫情在全球范围内的不断扩大,网络自然而然的成为了滋生各种谣言的温床,美帝阴谋论、宠物传播论、双黄连有效论等等未经证实的消息弄得大家人心惶惶,甚至出现了聚众抢购双黄连、宠物高空一日游等颇具黑色幽默意味的荒诞事件。由此不难看出,在这样一个敏感的时期,每一个未经确认的谣言都可能导致难以估量的消极后果。因此,本着实证的精神,叨叨刘决定追根溯源,以科学的态度去面对谣言,为大家逐一揭开冠状病毒的诡异面纱。
图片1来自Wikipedia
在正式进入辟谣之前,叨叨刘首先带着大家了解一下RNA,DNA,氨基酸和蛋白质这四种物质之间相爱相杀的故事。
DNA被称为脱氧核糖核酸(英文DeoxyriboNucleic Acid,缩写为DNA)是一种由脱氧核苷酸组成的大分子聚合物;RNA被称为核糖核酸(缩写为RNA,即Ribonucleic Acid)是一种由核糖核苷酸经磷酸二酯键缩合而成长链状分子。
DNA的碱基主要有4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、T胸腺嘧啶;RNA的碱基主要也有4种,即A腺嘌呤、G鸟嘌呤、C胞嘧啶、U尿嘧啶,其中,U(尿嘧啶)取代了DNA中的T胸腺嘧啶。
“RNA是以DNA的一条链为模板,以碱基互补配对原则,转录而形成的一条单链,主要功能是实现遗传信息在蛋白质上的表达,是遗传信息向表型转化过程中的桥梁。在此过程中,转运RNA(Transfer RNA,tRNA)是携带与三联体密码子对应的氨基酸残基与正在进行翻译的mRNA结合,而后核糖体RNA(Ribosomal RNA,rRNA)将各个氨基酸残基通过肽键连接成肽链进而构成蛋白质分子”。
如果电子信息是以“0和1”进行编码的,那么DNA上携带的遗传信息就是以碱基“AGCT”进行编码的,而每个氨基酸则对应于三个碱基组成的密码子(如ACU,CAG,UUU),因此,以三个碱基为一组的密码子组合方式一共有4*4*4=64种,而由于其中的三种碱基组合(UAA,UGA和UAG)是作为氨基酸的终止密码子,不参与编码任何的氨基酸,因此通过碱基组合方式一共可以得到(64-3)/3=20种氨基酸。
而RNA主要有三种,即mRNA(信使RNA)tRNA(转运RNA),rRNA(核糖体RNA),其作用分别是:携带遗传信息(通过与DNA上的碱基进行配对,在RNA分子中,腺嘌呤(A)专与尿嘧啶(U)配对;鸟嘌呤(G)专与胞嘧啶(C)配对,由此复制得到DNA上具有的遗传信息);从细胞中运来与遗传信息相对应的氨基酸;将氨基酸通过肽键将氨基酸连接起来构成蛋白质分子(这一步可以理解为把氨基酸之间涂上胶水,形成一个紧密的结构)。
图片2来自网络
有了以上的基础知识储备以后,让我们一起看看冠状病毒的构造。冠状病毒被确认为是一种具外套膜(envelope)的正链单股RNA病毒,直径约80~120nm,简单而言,冠状病毒就是一种由蛋白质外壳加内部遗传物质(RNA)构成的低等级生物,当其侵入细胞体后,便会进行复制,这个过程包括吸附、进入与脱壳、病毒早期基因表达、核酸复制、晚期基因表达、装配和释放等步骤,那么为什么我会说冠状病毒具有渣男属性呢,其原因如下:
图片3来自医学科普
渣男属性一:伪装自己,骗财骗色
病毒是一种十分低级的生物,需要寻找宿主才能生存,这是因为宿主细胞中包含有病毒所需的氨基酸物质,说白了,冠状病毒根本不爱宿主细胞,它馋的就是宿主细胞体内的氨基酸物质,并借着细胞内部的宽广空间造小人!于是冠状病毒穿着一身破衣服,兜里揣着一个两个亿的小项目就来敲宿主细胞的大门了。
但是要进入宿主细胞的大门(细胞膜)可不容易,因为在宿主细胞的细胞膜表面存在有一种受体蛋白,这种受体蛋白可以理解为挂在细胞膜大门上的锁,要想进门,就必须通过受体蛋白的验证,而引发本次疫情的冠状病毒攻破的密码锁就叫做ACE2(血管紧张素转换酶)既然要开锁,那自然需要有钥匙,而冠状病毒的这把钥匙就是图片2中所示的S蛋白(图中头大身细的屎黄色物质)。如图3所示,冠状病毒表面的S蛋白通过介导激活细胞膜表面的ACE2,促使其释放信息素,让宿主细胞敞开大门接纳冠状病毒(通过膜融合的方式),在进入宿主细胞后,冠状病毒的RNA就被释放到细胞质中,之后,冠状病毒便开始利用宿主细胞体内的各种物质繁衍后代,而人体便会发生冠状病毒感染。
渣男属性二:变化无常,口蜜腹剑
RNA病毒有自我复制和逆转录两种复制方式,病毒RNA的复制过程中,其错误修复机制的酶的活性很低,几乎是没有的,所以其变异很快(相比之下,DNA病毒遗传物质的DNA是双链,复制需要解旋,其中遵循碱基互补配对,即前文所述的A-U,G-C配对模式,且螺旋结构为复制提供稳定准确的模板,因此要稳定的多。但RNA是单链的,其结构不稳定,自然更容易发生变异,例如碱基缺失突变,碱基插入突变,碱基移位突变等等),也就是说。RNA病毒的生存策略就是要数量不要质量,在疯狂的繁衍过程中,基因信息会产生变化,从而导致最后编码出现异常,进而得到与之前完全不同的蛋白质结构,而疫苗是要根据病毒的固定基因或蛋白进行开发制作的,所以RNA病毒的疫苗较难开发。与DNA病毒相比,RNA病毒更加容易导致疾病,对宿主更加致命,更容易突变,因此种类更多,更难研制有效疫苗,难以预防。
从以上分析不难发现,冠状病毒极易产生变异,而之前提到的冠状病毒表面的S蛋白质也是一种蛋白,因此自然会随着冠状病毒的变异而产生变化,这里我们可以形象的理解为,冠状病毒可以通过不断的变异而获得匹配不同生物体内ACE2受体蛋白的钥匙,, 因此很不幸,引发目前疫情的冠状病毒就通过变异拿到了打开人体ACE2受体蛋白的钥匙,攻入了我们的身体组织。
图片4来自网络
么问题随之而来,如果病毒来源于蝙蝠,那么意味着病毒同样拿到了蝙蝠身体的ACE2受体蛋白钥匙,那为什么蝙蝠却没事呢?其实道理很简单,不同种群甚至个体之间在免疫系统,身体组织,饮食习惯上都存在着很大差异,即便是冠状病毒患者,由于身体素质的不同,也会呈现出不同程度的病毒耐受力,而据相关报道指出,蝙蝠在飞行过程中身体温度可以达到41°C,从而对抑制病毒起到一定的作用。
终极渣男属性:忘恩负义,杀人诛心
在前述介绍中,我给大家提到了病毒的两大群属:DNA病毒和RNA病毒,由于DNA病毒较为稳定,因此对于宿主杀伤力不强,也较为容易找到对抗办法,常见的DNA病毒主要有噬菌体病毒、天花病毒、乙肝病毒等 ,,天花病毒更是早在几百年前就消失在了人类历史长河之中。而RNA病毒则要令人闻风丧胆得多,其家族成员多是要人命的狠角色:烟草花叶病毒、SARS 病毒、HIV(艾滋病)、禽流感病毒、所有流感病毒,其中的艾滋病毒,禽流感病毒,SARS病毒时至今日仍然极大的威胁着人类的身体健康。照理说,你冠状病毒吃宿主的喝宿主的,赖在宿主房间里造小人也就算了,可你骗财骗色之后还要弄死人家就真的不地道了,没想到这世上竟有如此厚颜无耻之毒!
辟谣一:猫狗不存在ACE2细胞,因此不会感染冠状病毒
图片5来自新浪微博
图5是网上流传很广的一张图,很多人将图中的信息曲解为“WHO声称猫狗体内不存在ACE2细胞,因此不会感染冠状病毒”,但事实上,WHO只是说“没有证据表明猫狗会感染冠状病毒”
图片6来自uniprot
从图6相关论文的结论不难看出,猫狗身上其实也是携带由ACE2受体蛋白的,但是正如前文所分析的那样,由于不同物种携带的ACE2受体蛋白不同,因此冠状病毒表面的S蛋白质并不能普适于所有生物。因此我们目前只能庆幸,冠状病毒并没有拿到打开喵星人和汪星人ACE2受体蛋白的钥匙,所以他们暂时还是安全的。但值得注意的是,虽然猫狗暂时不会受到冠状病毒的攻击,但是它们的毛发上却完全可能沾染冠状病毒,因此各位宠主在遛狗之后一定要勤加洗手,注意卫生。
辟谣二:黄种人比白种人更容易感染冠状病毒,这一切都是美帝的阴谋
图片7来自搜狐新闻
图7的标题代表了很多国内媒体的态度,作为媒体,起一个炸裂的题目吸引眼球自然可以理解,但叨叨刘真心希望小编能有一些职业素养,好好斟酌论文本意,不要看热闹不嫌事大,引起国际纠纷。
图片8来自Google scholar
图片9来自《singel-cell RNA expression profiling of ACE2, the putative receptor of Wuhan 2019-nCov》
图片8即图7新闻的来源论文,其实文章并没有得出黄种人比白种人更易感染病毒的结论,而且吊诡的是,文中用以研究的样本只有区区八人,且亚洲男性还拥有吸烟史(图片9),且不说研究样本是否充足,但吸烟容易诱发癌变(细胞变异)却是个不争的事实,说到底,ACE2受体蛋白也是一堆蛋白质,难道吸烟不会影响ACE2的分布和浓度吗(说到这里,叨叨刘倒是想给师弟师妹们提供一个发《柳叶刀》的机会,研究一下吸烟对ACE2受体蛋白的影响,如果吸烟可以改变ACE2受体蛋白,从而阻断冠状病毒的传播,这也是大功一件啊),因此依靠该论文得出黄种人比其他人种更容易感染冠状病毒实在过于草率。
图片10来自X战警
换句话说,如果美帝真的有这样的手段能够针对人种进行基因武器制造(要知道白种人和黄种人的基因差异仅是分子级别),那我建议中国还是不要和美国对着干了,趁早投诚说不定还能得些实惠,毕竟,谁愿意在战场上和一堆基因改造战士抗衡呢。
辟谣三:双黄连可以抑制冠状病毒
图片11来自知乎@杀生丸
通过前文的介绍,我们知道冠状病毒要进入人体内,需要两个条件,即人体细胞表面的密码锁(ACE2受体蛋白)和病毒携带的钥匙(S蛋白)相匹配,我们无法控制病毒的变异,但我们可以改造我们的ACE22受体蛋白,即通过改变门锁密码,阻止病毒进入,图片11显示的是一篇发表与《柳叶刀》的论文,文中指出,不管是HIV病毒还是SARS病毒,进入人体细胞都需要通过特定的受体蛋白,而这受体蛋白是需要经过人体细胞的糖基化修饰的, 氯喹的分子正好可以进入人体细胞内一个糖基化修饰酶的催化位点, 抑制这个酶的功能。如果ACE2受体的糖基化修饰出现异常, 将会影响病毒S蛋白和ACE2受体的结合,从而阻断病毒进入人体细胞。而我查阅了大量的双黄连药理论文,并未发现有相关功能的报道,当然,这并不是说完全否定双黄连具有抑制病毒的功效,但在取得实际临床效果之前,实在不宜将其作为对抗冠状病毒的神药从而引起民众的抢购和市场的混乱。
以上就是叨叨刘为大家带来的冠状病毒小科普,希望通过本文,可以让大家对冠状病毒有一个更全面立体的了解,当然了,叨叨刘本身并非生物专业出身,如有不当之处,还请与我联系进行更正,感谢各位。
参考文献
[1] 百度百科
[2] Savarino, Andrea, et al. "New insights into the antiviral effects of chloroquine." The Lancet infectious diseases 6.2 (2006): 67-69.
[3]综述:ACE2的主要功能以及在新型冠状病毒中作用http://www.medsci.cn/article/show_article.do?id=507018e2810f
[4] Zhao, Yu, et al. "Single-cell RNA expression profiling of ACE2, the putative receptor of Wuhan 2019-nCov." bioRxiv (2020).
[5] 武汉新型冠状病毒应对方略之四十八--氯喹可能通过改变ACE2受体糖基化修饰来阻断新冠病毒进入人体细https://zhuanlan.zhihu.com/p/104438977?from=groupmessage
[6] 腾讯新闻:为什么蝙蝠携带大量致命病毒,自己却安然无恙?https://xw.qq.com/cmsid/20200124A06WKW00
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